|
Antenne
techniek door Marten v/d Velde, PA3BNT.
Deel 2,
Stroom en spanningsverdeling.
Een artikelen reeks over antenne techniek.
|
|
TERUG |
Tekeningen door Tom,PA2IP. |
|
|
Na de inleiding van de vorige keer
gaan we nu de stroom– en spanningsverdeling in een antenne vaststellen.
Daar waar de stroom het grootst is vindt de meeste uitstraling van het HF
signaal plaats. Dit noemt men de stroombuik. Bij een halvegolf
dipoolantenne is dit in het midden van de straler. Omdat het fase verschil
tussen stroom en spanning 90 graden bedraagt, is de spanning hier nul. Op
dit punt gaat de spanning door de nullijn. Dit punt noemt men een
spanningknoop. Aan de beide uiteinden van de antenne is de spanning het
hoogst en de stroom nul. (waar moet die ook heen want de draad eindigt
hier) Bij een stroombuik hoort dus een spanningsknoop en bij een
spanningbuik een stroomknop. De impedantie is aan de uiteinden van de
dipool zeer hoog. U = maximaal en I = laag. Toch is de impedantie niet
oneindig hoog. Dit komt door de eindcapaciteiten op die punten. |
|
|
Voor de duidelijkheid zeggen we dat de
stroom hier nul is maar door de aanwezigheid van die eindcapaciteiten is
dit eigenlijk niet juist. In het midden, in de stroombuik, is de
impedantie laag. Bij een volledig gestrekte dipool in de vrije ruimte
bedraagt deze 75 Ohm. Omdat de antenne hier wordt gevoed zeggen we dat de
stralingsweerstand van een dipoolantenne 75 Ohm is. (zie figuur 1.) |
|
Omdat de stroomverdeling van belang is
voor de werking wordt deze met pijlen aangeduid. Na elke halve golf keert
de stroomrichting om en heerst de zelfde impedantie als aan het begin.
Voor alle open antennesystemen geldt dat aan de einden de stroom nul is en
de spanning maximaal. We kunnen nu met deze gegevens de stroom en
spanningsverdeling op al deze antennesystemen tekenen om de werking te
doorgronden. We kunnen de
dipoolantenne verlengen om zo versterking te krijgen. Wel moeten we dan
zorgen dat de stromen in de stralende delen van de antenne in fase zijn.
Zie figuur 2. |
|
(Stubs zijn aan onderzijde
kortgesloten)
|
De stukken van 2
x ¼λ noemt
men kwartgolf stubs.
Deze stralen niet omdat de stromen in tegenfase zijn. De stubs zorgen
er voor dat de stroom in de volgende halve golfstraler weer in fase is met
de vorige.
We noemen dit een collineare antenne. De versteking ontstaat door het
feit dat de bundel naar voren en achteren toeneemt. Zie figuur 3
|
|
We kijken bij figuur 3 dus boven op de
antenne. Bij verdubbeling van de lengte van een enkele dipool, waarbij de
stromen exact in fase zijn, bedraagt de versterking in theorie 3 dB, een
half S-punt. We zien nu dat de openingshoek van de antenne kleiner is
geworden in het horizontale vlak van de stralingsbundel. Ook is het
mogelijk versterking te krijgen door de dipolen boven elkaar te plaatsen
op een bepaalde afstand van elkaar. (Men noemt dit stacken). |
|
|
|
|
De verkleining van de openingshoek
vindt dan plaats in het verticale vlak van de stralingsbundel. Het punt
(of de punten) waar de stroombuik zich bevind moet (moeten) de gunstigste
plaats krijgen bij het opzetten op ophangen van de antenne. Een goed
voorbeeld is de inverted V of omgekeerde V—antenne (zie volgende
artikel)
73, Marten,
PA3BNT |